Catturare e riprodurre realistici, oggetti del mondo reale per qualsiasi ambiente virtuale è complesso e richiede tempo. Immagina di utilizzare una fotocamera convenzionale con flash incorporato, da qualsiasi dispositivo mobile o fotocamera digitale standard, per semplificare questa operazione. Un team globale di scienziati informatici ha sviluppato un nuovo metodo che replica oggetti fisici per lo spazio della realtà virtuale e aumentata semplicemente utilizzando una fotocamera inquadra e scatta con un flash, senza bisogno di ulteriori, e spesso costoso, hardware di supporto.

"Per riprodurre fedelmente un oggetto del mondo reale nell'ambiente VR/AR, dobbiamo replicare la geometria 3D e l'aspetto dell'oggetto, " dice Min H. Kim, professore associato di informatica al KAIST in Corea del Sud e autore principale della ricerca. "Tradizionalmente, questo è stato fatto manualmente da artisti 3D, che è un compito ad alta intensità di lavoro, o utilizzando specializzati, hardware costoso. Il nostro metodo è semplice, economico ed efficiente, e riproduce oggetti 3D realistici semplicemente scattando foto da una singola fotocamera con flash incorporato."

Kim e i suoi collaboratori, Diego Gutiérrez, professore di informatica all'Universidad de Zaragoza in Spagna, e KAIST Ph.D. gli studenti Giljoo Nam e Joo Ho Lee, presenterà questo nuovo lavoro al SIGGRAPH Asia 2018 a Tokyo dal 4 dicembre al 7 dicembre. La conferenza annuale presenta i membri tecnici e creativi più rispettati nel campo della computer grafica e delle tecniche interattive, e mette in mostra la ricerca all'avanguardia nella scienza, arte, giochi e animazione, tra gli altri settori.

Gli approcci esistenti per l'acquisizione di oggetti fisici richiedono configurazioni hardware specializzate per ottenere la modellazione della geometria e dell'aspetto degli oggetti desiderati. Tali configurazioni potrebbero includere uno scanner laser 3D o più fotocamere, o una cupola illuminante con più di cento sorgenti luminose. In contrasto, questa nuova tecnica necessita solo di una singola fotocamera, per produrre output di alta qualità.

"Molti metodi tradizionali che utilizzano una singola fotocamera possono catturare solo la geometria 3D degli oggetti, ma non la complessa riflettanza degli oggetti del mondo reale, dato dalla SVBRDF, " nota Kim. SVBRDF, che sta per funzioni di distribuzione della riflettanza bidirezionale spazialmente variabili, è fondamentale per ottenere la forma e l'aspetto del mondo reale di un oggetto. "L'utilizzo della sola geometria 3D non può riprodurre l'aspetto realistico dell'oggetto nell'ambiente AR/VR. La nostra tecnica può catturare la geometria 3D di alta qualità e il suo aspetto materiale in modo che gli oggetti possano essere resi realisticamente in qualsiasi ambiente virtuale ambiente."

Il gruppo ha dimostrato la propria struttura utilizzando una fotocamera digitale, la Nikon D7000 e la fotocamera integrata di un telefono cellulare Android, in una serie di esempi nel loro articolo, "Pratica acquisizione SVBRDF di oggetti 3D con fotografia Flash non strutturata". Il nuovo algoritmo che non richiede alcuna geometria di input dell'oggetto target, catturato con successo la geometria e l'aspetto di oggetti 3D con elementi di base, fotografia con flash e risultati coerenti riprodotti. Gli esempi mostrati nel lavoro includevano diversi set di oggetti che abbracciavano una vasta gamma di geometrie e materiali, compreso il metallo, Di legno, plastica, ceramica, resina e carta, e composto da forme complesse come un mini-statuto finemente dettagliato di Nefertiti.

Nel lavoro futuro, i ricercatori sperano di semplificare ulteriormente il processo di acquisizione o di estendere il metodo per includere la geometria dinamica o scene più grandi, ad esempio.